延長工作流體的性能和有效壽命的系統(tǒng)和方法
【專利摘要】提供了一種利用計量電路提高工作液的有效壽命和性能的系統(tǒng)和方法，包括開口、控制閥或構(gòu)造來從源接收工作流體的其他形式的開口。計量電路包括儲液器，該儲液器構(gòu)造來從開口接收工作流體，其中儲液器調(diào)節(jié)工作流體的溫度。計量電路包括傳輸線，傳輸線構(gòu)造來從儲液器接收工作流體并將該工作流體傳送至源。傳輸線至少根據(jù)表面區(qū)域確定尺寸。表面區(qū)域至少基于工作流體的一個或多個性質(zhì)。
【專利說明】延長工作流體的性能和有效壽命的系統(tǒng)和方法
[0001]相關(guān)申請交叉引用
[0002]本申請要求2014年I月10日提交的美國臨時專利申請61/926，134號的優(yōu)先權(quán)和權(quán)益，該申請以全文引用的方式納入本文。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本申請涉及用來延長工作流體的性能和有效壽命的發(fā)動機工作流體再循環(huán)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0004]用作潤滑劑的發(fā)動機工作流體在延長或過度使用后會喪失其初始品質(zhì)，變得不太有效或失效。因此，有必要在一段時間之后更換發(fā)動機油。
[0005]在傳統(tǒng)發(fā)動機潤滑系統(tǒng)中，由汽油或柴油燃料供能的內(nèi)燃機是通過潤滑油潤滑的，該潤滑油被分配到發(fā)動機易于受摩擦磨損的運動部位。然而，在延長使用后，發(fā)動機油的品質(zhì)下降并失去其有效性，這是因為燃燒產(chǎn)生的固體碎片和化學(xué)物質(zhì)積累，摩擦產(chǎn)生的金屬顆粒積累，以及隨著粘度降低分子量退化。因此，這種潤滑油品質(zhì)的退化使得有必要更換潤滑油。此外，在發(fā)動機運行期間，有必要保持發(fā)動機潤滑油的總量不變。通常，這個問題通過定期維持油位并按要求換油來解決。
[0006]在某些情況下，定期維持油位和品質(zhì)是不可能的。例如，當發(fā)動機安裝在遠程位置或難以觸到的位置時。此外，在可能發(fā)生突發(fā)事件的地方是不可能定期維持油位及品質(zhì)的。因此，理想的是延長工作流體的壽命和有效性從而減少所需的維持量。本發(fā)明提供針對現(xiàn)有技術(shù)的改善方法，并解決與現(xiàn)有技術(shù)相關(guān)的諸多問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]提供了一種利用計量電路提高工作液的有效壽命和性能的系統(tǒng)和方法，包括開口、控制閥或構(gòu)造來從源接收工作流體的其他形式的開口。所述計量電路包括儲液器，所述儲液器構(gòu)造來從所述開口接收工作流體，其中所述儲液器調(diào)節(jié)工作流體的溫度。所述計量電路包括傳輸線，所述傳輸線構(gòu)造來從所述儲液器接收工作流體并將該工作流體傳送至源。所述傳輸線至少根據(jù)表面區(qū)域確定尺寸。所述表面區(qū)域至少基于工作流體的一個或多個性質(zhì)。
[0008]在結(jié)合附圖并通過以下詳細描述，這些特征和其它特征以及其組織和操作方式將會變得清楚。
[0009]附圖簡要說明
[0010]圖1是根據(jù)一示例實施例的發(fā)動機前視圖。
[0011]圖2是圖1的不例發(fā)動機的后視圖。
[0012]圖3是根據(jù)示例實施例的發(fā)動機缸體的示意圖，其中具有從孔口接收工作流體的計量電路。
[0013]圖4是根據(jù)示例實施例的發(fā)動機缸體的示意圖，其中具有從控制閥接收工作流體的計量電路。
【具體實施方式】
[0014]通常參考附圖，本文公開的各實施例涉及一種用來延長工作流體的性能和和有效壽命的再循環(huán)電路。計量電路從過濾源(諸如發(fā)動機缸體(engine block))接收工作流體并將其傳輸至儲液器(諸如再循環(huán)箱)。儲液器將工作流體返回源。
[0015]參照圖1，根據(jù)一個實施例的發(fā)動機的前視圖被示出。過濾器102過濾從發(fā)動機缸體接收的工作流體。該過濾器包括孔口或控制閥，該控制閥選擇性地將工作流體從過濾器傳送至計量電路。參照圖2，發(fā)動機的后視圖被示出。工作流體箱202能夠從過濾器102接收油并經(jīng)油調(diào)節(jié)維持器204再循環(huán)。在圖1-2描述的具體實施例中，工作流體包括油。然而，也可以包括相應(yīng)的結(jié)構(gòu)來路由和調(diào)節(jié)其他工作流體，諸如液壓流體等。
[0016]參照圖3，根據(jù)圖示實施例的發(fā)動機缸體300的示意圖被示出，其具有從孔口302接收工作流體的計量電路。在所示示意圖中，工作流體包括油。然而，可以設(shè)置類似電路用于其他工作流體，諸如液壓流體等。所示發(fā)動機缸體300 (諸如源)包括油盤304，油盤304從發(fā)動機內(nèi)部312接收分配來的油。油盤304接收的油諸如利用發(fā)動機油栗306栗送。旁路308通信連接至油分配器和過濾器310以及至油盤304。旁路308能夠?qū)⒂洼斔椭劣头峙淦骱瓦^濾器310、回到油盤304，或者至油分配器和過濾器310和回到油盤304。油分配器和過濾器310過濾接收的油并將該過濾過的油返回發(fā)動機內(nèi)部312。油分配器和過濾器310中的過量的油可以選擇性地引導(dǎo)通過孔口 302，孔口 302通信連接至油分配器和過濾器310。引導(dǎo)通過孔口302的油經(jīng)管線314輸送至儲液器316(諸如再循環(huán)油箱)，儲液器316通信地或可操作地連接至管線314或傳輸線。儲液器316能構(gòu)保持所接收的油并還可以將油返回源(諸如至位于發(fā)動機缸體300內(nèi)的油盤304)。
[0017]儲液器316可以包括不同功能的項目，從而延長油的性能和有效壽命。例如，儲液器可以包括換熱器318，以將所接收的油冷卻至特定溫度或某一溫度范圍。儲液器316還可以包括用來注入油的注入蓋320。注液蓋320可以通風(fēng)或不通風(fēng)。例如，如果源處于大氣壓力下，則注液蓋320可以通風(fēng)。如果源處于非大氣壓力下，則注液蓋320可以不通風(fēng)。注液蓋320可以包括內(nèi)置的工作液位指示器。在另外的實施例中，儲液器316還可以包括工作液位指示器。儲液器316根據(jù)運行條件可以相對源布置。例如，如果計量電路是負值，則儲液器316可以放置在源的高度。如果計量電路是正值，則儲液器316可以相對于源升高。
[0018]儲液器316將油返回至源。在具體實施例中，來自儲液器316的油通過傳輸線322通信連接至油盤304。傳輸線322可以根據(jù)油的特性以及運行條件具有不同長度。例如，具有較大面積的傳輸線322可以用于冷流。在另一實施例中，傳輸線322的面積可以利用熱源324(諸如但不限于，AC、太陽能、窗戶或燃料電池電源)來減小。在另一個實施例中，熱源324可以是某些源產(chǎn)生的余熱，這些源包括但不限于由冷卻或排氣電路產(chǎn)生的熱。熱源324可以用來加熱油，以及該加熱的工作流體可以重新導(dǎo)入源。在另一個實施例中，油的溫度可以通過諸如油傳輸線、儲液器或計量電路的隔熱來維持。
[0019]在發(fā)動機運行期間，油的總體積會隨著時間降低。例如，油可能由于源持續(xù)運行而損失。因此，可以將補充油箱326加至計量電路來抵消油的損失。參照圖3，補充油箱326可以連接至油調(diào)節(jié)器328，以及油調(diào)節(jié)器328可以將油供給再循環(huán)油箱316。油調(diào)節(jié)器328供應(yīng)至再循環(huán)油箱316的油的總量可以根據(jù)油的體積、流動性質(zhì)、壓力等來決定。
[0020]可以根據(jù)源和油的要求來確定計量電路的不同部件的大小和定位。參照圖3，例如，孔口302的直徑可以具有尺寸使得避免堵塞和避免溢出儲液器316。在另一個例子中，儲液器和源之間的傳輸線322可以具有尺寸使得獲得理想表面積并將油的等級、溫度、粘度等納入考慮。部件可以具有尺寸使得從源至計量電路的油的流量比從儲液器至源的流量小。因此，一個具體實施中，孔口302的直徑約為0.008”?？梢愿鶕?jù)諸如油的等級使用附加的或不同的孔口 30 2尺寸。此夕卜，孔口 30 2的形狀還可以根據(jù)標稱值(nominal coefficientvalve)來選擇。
[0021]在另一個實施例中，計量電路各部件的尺寸和構(gòu)型(包括但不限于孔口302、儲液器316、傳輸線322等)可以選擇來有利地測量油的流速。因此，例如，當選擇計量電路的構(gòu)型時，可以將源的運行條件納入考慮。在圖3的實施例中，例如，孔口 302可以用于負值計量電路并減少電子部件的依賴性。例如，當發(fā)動機缸體300在遠程位置不能可靠連接到電力或不能定期維護時這可能是理想的。
[0022]參照圖4，根據(jù)一個示例實施例的發(fā)動機缸體300被示出，其具有從主動控制接收油的計量電路。在所示實施例中，主動控制(諸如控制閥402)可以代替圖3所示的孔口302。主動控制可以包括電路。在另外的實施例中，主動控制閥402可遠程控制或根據(jù)預(yù)定運行規(guī)則運行。
[0023]儲液器316和源之間的傳輸線322可以具有滿足運行環(huán)境需求的尺寸。在一個實施例中，傳輸線的尺寸可以根據(jù)一系列因素計算，包括但不限于，蓄水箱316的高度、源頭箱(諸如源中的油盤304)的高度、兩個箱體之間的壓力變化、工作流體的密度、工作流體的速度、重力、雷諾數(shù)、工作流體的動態(tài)粘度等等。此外，所選的傳輸線的尺寸也可以根據(jù)可獲得的熱源以及環(huán)境溫度條件確定。
[0024]在發(fā)動機運行期間，需要防止工作流體的定期供應(yīng)對發(fā)動機的損壞。上文描述的各實施例的計量電路降低了發(fā)動機缸體中大型油盤的需求。因為計量電路可以額外接收和存儲工作流體，以用于發(fā)動機缸體再使用，從而工作流體的性能和有效壽命得到延長。此外，工作流體的液位能夠與從補充箱接收的工作流體一起維持。儲液器中的工作流體可在預(yù)定條件下存儲，從而工作流體可以被發(fā)動機缸體再使用。
[0025]本文所使用的如術(shù)語“大約”，“約”，“基本上”以及類似術(shù)語旨在具有與本公開的主題內(nèi)容所屬領(lǐng)域內(nèi)的本領(lǐng)域普通技術(shù)人員通常的用法一致和可接受的寬泛的含義。本領(lǐng)域的技術(shù)人員在閱讀了本公開之后應(yīng)理解，這些術(shù)語旨在允許對所描述和所要求保護的某些特征進行描述，而不是將這些特征的范圍限制到所提供的精確數(shù)值范圍內(nèi)。因此，這些術(shù)語應(yīng)該被解釋為指示性的，所描述和要求保護的主體內(nèi)容的非實質(zhì)性或無關(guān)緊要的修改或變化被認為落入本發(fā)明的如所附權(quán)利要求所述的范圍。
[0026]應(yīng)當指出的是，本文用來描述各種實施例的術(shù)語“示例性”旨在表示該實施例是可能的示例、代表和/或可能的實施例的說明(以及這些術(shù)語并不意在暗示該實施例是特別的或最好的)。
[0027]本文所用的術(shù)語“聯(lián)接”，“連接”等意在表示兩個構(gòu)件相互直接或間接接合。這種接合可以是靜止的(例如永久的)或可移動的(例如可移動的或可釋放的)。這種接合可以由兩個構(gòu)件或兩個構(gòu)件和任意附加的中間構(gòu)件相互整體形成單個整體來實現(xiàn)，或由兩個構(gòu)件或兩個構(gòu)件和任意附加的中間構(gòu)件與這兩個構(gòu)件或這兩個構(gòu)件和任意附加的中間構(gòu)件相互連接來實現(xiàn)。
[0028]本文引用的元件的位置(例如，“頂部”，“底部”，“上”，“下”等)僅僅用于描述附圖中各元件的方向。應(yīng)當指出的是，各種元件的方向可以根據(jù)其它示例性實施例而不同，并且這種變化被考慮為由本公開所涵蓋。
[0029]需要特別注意的是，各種示例性實施例的結(jié)構(gòu)和布置僅僅是說明性的。盡管只有幾個實施例在本公開被詳細描述，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在閱讀了本公開的內(nèi)容之后將容易理解，不脫離本文描述的主題的新穎性教導(dǎo)和優(yōu)點的許多修改是可能的(例如，各種元件的大小、尺寸、結(jié)構(gòu)、形狀和比例、參數(shù)值、安裝布置、材料的使用、顏色、方向等的變化)。例如，示出為整體形成的各元件可以由多個部件或元件構(gòu)成，各元件的位置可以被相反或以其他方式改變，以及性質(zhì)、離散元件的數(shù)目或位置可以改變或變化。任何加工步驟或方法步驟的順序或序列可以根據(jù)各優(yōu)選實施例來改變或重新排序。各示例性實施例的設(shè)計、操作條件和布置也可以在不脫離本發(fā)明的主旨范圍內(nèi)做出其他各種替換、修改、變化和省略。
【主權(quán)項】
1.一種裝置，其特征在于，包括: 發(fā)動機缸體； 過濾器，所述過濾器連接到所述發(fā)動機缸體； 位于所述發(fā)動機缸體外部的儲液器，所述儲液器經(jīng)管道可通信地和可操作地連接到所述過濾器，從而接收來自所述過濾器的工作流體，其中所述儲液器構(gòu)造來臨時儲存所述工作流體，并且所述管道包括開口，所述開口具有尺寸以選擇性地允許所述工作流體通過該開口；以及 傳輸線，所述傳輸線可通信地和可操作地連接所述儲液器和所述發(fā)動機缸體，從而所述臨時存儲在所述儲液器內(nèi)工作流體利用所述傳輸線流至所述發(fā)動機缸體。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述開口是孔口。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述開口包括控制閥的一個部分。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述工作流體包括油。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述工作流體包括液壓流體。
【文檔編號】F01M11/03GK105874176SQ201580003464
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2015年1月9日
【發(fā)明人】D·W·斯特朗貝克, A·洛佩茲
【申請人】康明斯發(fā)電Ip公司